Cреднегодовые температуры в южной части северного среднеширотного пояса по морфологии листьев растений оцениваются в 10 - 15oC, температуры самого теплого месяца - около 20 - 22oC, а самого холодного - 1 - 8oC. Исходя из очень широкого распространения бокситов в пределах этого пояса (в Западно-Сибирском регионе до 60o с.ш.) и интерпретации условий их образования на основе анализа современных процессов, некоторые исследователи склоняются к выводу, что для всего этого пояса, вплоть до его северных границ, были характерны более высокие среднегодовые температуры (не менее 20 - 22oС) и значительная влажность [20]. Результаты математического моделирования тоже предполагают более высокие температуры для данного пояса.
В эпиконтинентальных морях средних широт накапливались глауконитовые и фосфоритоносные отложения, а позднее начали формироваться мощные толщи органогенного писчего мела и богатые органикой черные сланцы. В Тетисе были широко распространены карбонатные органогенные банки, отмели и рифы (карбонатные платформы) с богатым сообществом крупных кубковидных двустворок (рудист), фораминифер, а также другие индикаторы теплого климата. С карбонатными платформами связаны многочисленные местонахождения карстовых бокситов, говорящие о частичных осушениях. В Южном полушарии среднеширотный теплый гумидный пояс протягивался от юга Южной Америки и Африки до Австралии и характеризовался формированием на суше угленосных отложений, каолиновых кор выветривания, остатками теплолюбивой флоры и довольно многочисленными остатками динозавров.
По набору палеоботанических и литологических индикаторов, а также по имеющимся температурным оценкам оба теплых среднеширотных пояса мелового периода часто именуют "тропическими" или "субтропическими". Это, видимо, не совсем правильно, поскольку они весьма удалены от тропиков и субтропиков. В Северном полушарии теплый пояс протягивался приблизительно между 60o и 30o с.ш., а в Южном - между 40o и 65o ю.ш.
Аридные пояса. В первой половине мелового периода низкие и часть средних широт обоих полушарий Земли занимал огромный аридный пояс, простиравшийся в американском секторе приблизительно от 45o с.ш. до 45o ю.ш. Здесь по окраинам континентов были широко развиты окаймленные рифами солеродные бассейны, в которых отлагались гипсы и различные соли (эвапориты). Во внутриконтинентальных впадинах накапливались красноцветы, нередко тоже содержащие эвапориты. Среди эвапоритов особенно примечательными были сравнительно редкие разновидности солей - тахгидриты (водные кальцио-магниевые хлориты).
Аналогов такого пояса, названного нами аридным (засушливым) тропически-экваториальным, на современной Земле нет. В морях и океанах этого пояса обитала богатая и теплолюбивая фауна, большое распространение имели карбонатные платформы с барьерными рифами и отмелями, а в океанических впадинах - "черные сланцы", которые указывают на высокую продуктивность мелового планктона.
На суше в этом поясе был жаркий и сухой климат (высокое содержание пыльцы растений засушливых зон и пальм). Зона экваториальных дождевых лесов в начале мелового периода на Земле, по-видимому, отсутствовала, поскольку в это время даже вблизи экватора и по обе его стороны отлагались эвапориты.
Пояс экваториальных гумидных лесов возник в пределах Западной Гондваны в середине мелового периода. Он разделил единый тропически-экваториальный аридный пояс на два аридных - северный и южный.
Экваториальный гумидный пояс. Как уже отмечалось, в середине мелового периода появляются признаки влажного климата в приэкваториальной зоне. Hа северо-востоке Африки, между областями эвапоритовой седиментации, сначала устанавливается еще довольно узкий пояс накопления бокситов, каолинитовых пород и железных руд, а на северо-западе Южной Америки в отложениях этого возраста резко уменьшается содержание пыльцы ксерофитов.
Во второй половине мелового периода экваториальный гумидный пояс расширяется и прослеживается по местонахождениям каменных углей, бокситов, каолинитовых пород и железных руд от Аравии через Центральную и Западную Африку до северо-восточных районов Южной Америки. Одновременно в позднемеловых отложениях здесь уменьшается количество пыльцы ксерофитов, сначала у западного побережья Экваториальной Африки, а затем она почти исчезает во всем экваториальном поясе. Это указывает на широкое распространение экваториальных влажных тропических лесов. Обращает на себя внимание, что становление экваториального гумидного пояса в западной Гондване шло параллельно с раскрытием южной части Атлантического океана и прогрессивным сокращением и раздроблением областей аридной седиментации. Видимо, эти процессы были взаимосвязаны.
Загадки теплой биосферы
Многие особенности меловой биосферы отражают своеобразное, не вполне изученное и далеко еще не понятое безледниковое, теплое состояние биосферы. Первая и главная загадка теплых биосфер - их причина. О ней идут жаркие дискуссии. Часто высказывались мнения, что подобные потепления вызывались перемещением континентов в более низкие широты, усилением теплых океанических течений, повышением уровня океана и увеличением площади морей, снижением средней высоты суши, увеличением содержания парниковых газов в атмосфере или некими астрономическими причинами. По-видимому, все эти процессы могли вносить какой-то вклад в потепления, но какой же из них был главным?
Как показывает сопоставление динамики климатических изменений (климатических кривых) для разных широтных поясов [21], повышение температуры на Земле в меловой период было глобальным, синхронным и синфазным. Поэтому оно могло происходить лишь в результате увеличения теплового баланса Земли, а не только из-за перераспределения тепла в биосфере, как предполагает гипотеза теплых течений. Математическое моделирование меловых климатов свидетельствует о том, что перемещение континентов в низкие широты или снижение альбедо Земли за счет увеличения площади морей совершенно недостаточно для достижения высоких глобальных меловых температур, которые реконструируются по геологическим данным и математическим моделям. Поэтому для объяснения потепления такого масштаба необходимо дополнительно привлечь парниковый эффект от многократного увеличения в атмосфере содержания CO2. Одним из важнейших источников последнего мог быть океан, который при сравнительно небольших потеплениях, связанных с увеличением площади меловых морей, начинал нагреваться и выделять CO2. В результате положительной обратной связи, возникающей при этом процессе, и грандиозному резерву CO2 в океане, последний может выделить в атмосферу очень значительные количества углекислоты [22]. Другим возможным источником CO2 в атмосфере мелового периода могла быть активная вулканическая деятельность, связанная с интенсивным океаническим спредингом и формированием глобальной системы краевых вулканических поясов на активных континентальных окраинах вокруг Тихого океана и вдоль северной окраины Тетиса. История этих вулканических поясов была связана с темпами образования новой океанической коры, а последние - с развитием мантийных плюмов [23].
Кроме этой, главной, загадки теплая биосфера задает еще ряд трудных вопросов.
Какие, например, процессы создавали сравнительно мягкий зимний климат в заполярьях и во внутриконтинентальных районах средних широт, а умеренно теплый летний климат в приполярьях?
Как переживали длительные полярные ночи крупные рептилии?
Каковы причины накопления в высоких широтах больших количеств каменных углей и черных сланцев?
В чем причина образования латеритовых и каолинитовых кор выветривания в сравнительно высоких средних широтах и почему эти коры приурочены лишь к некоторым секторам этих широт?
Каковы условия и причины образования в тропических меловых морях и океанах огромных количеств черных сланцев, писчего мела, тахгидритовых соленосных толщ?
Почему палеонтологические и геологические данные в ряде случаев сильно расходятся с результатами математического моделирования климатов?
Ответы на эти вопросы помогут решению проблемы возникновения и функционирования теплых биосфер, предсказать последствия ожидаемых крупных потеплений на Земле, а также точнее оценивать перспективы различных территорий на полезные ископаемые.